CN103996233A - 一种基于蓝牙的指纹机柜锁及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于蓝牙的指纹机柜锁，其包括蓝牙锁芯以及蓝牙指纹钥匙；其中，所述蓝牙锁芯和蓝牙指纹钥匙之间采用蓝牙无线通讯网对接。本发明的基于蓝牙的指纹机柜锁及控制方法具有安全性好，使用便捷且可实名管理等诸多优点，其可用于人们日常生活，居家用锁；各大企业和公司的门锁；用于政府办公机构、军区场所、银行等安全性要求比较高的场所；以及用于大型工作场地的门锁系统管理，如建设工地，水厂等。

Description

一种基于蓝牙的指纹机柜锁及控制方法

【技术领域】

本发明涉及一种门锁系统，具体涉及一种基于蓝牙的指纹机柜锁及控制方法，属于蓝牙设备技术领域。

【背景技术】

指纹锁利用人类的指纹具有唯一性，终身不变性、可再生性等诸多特点，把开锁人的指纹储存在锁中，用指纹作为钥匙来开锁，其安全性非常高。但指纹锁也存在推广和普及上的难度，价格高居高不下、假手指以假乱真、指纹传感器容易被破坏等问题长期困扰指纹柜锁的发展。

蓝牙是一种支持设备短距离通信(一般是10m之内)的无线电技术，能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。以蓝牙技术为代表的短距离安全通讯技术及半导体指纹采集技术的发展，带来了新的机会，将活体指纹采集技术、蓝牙技术应用于锁芯中的指纹蓝牙机柜锁及控制方法从根本上解决了这一工程化难题。

因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种基于蓝牙的指纹机柜锁及控制方法，以克服现有技术中的所述缺陷。

【发明内容】

为解决上述问题，本发明的第一目的在于提供一种安全性好，使用便捷且可实名管理的基于蓝牙的指纹机柜锁。

本发明的另一目的在于提供一种基于蓝牙的指纹机柜锁的控制方法。

为实现上述第一目的，本发明采取的技术方案为：一种基于蓝牙的指纹机柜锁，其包括蓝牙锁芯以及蓝牙指纹钥匙；其中，所述蓝牙锁芯和蓝牙指纹钥匙之间采用蓝牙无线通讯网对接。

本发明的基于蓝牙的指纹机柜锁进一步设置为：所述蓝牙锁芯包括蓝牙通讯单元、锁控制单元、指纹比对运算单元、锁控电机系统；其中，所述蓝牙通讯单元采用蓝牙V4.0版本。

本发明的基于蓝牙的指纹机柜锁进一步设置为：所述蓝牙指纹钥匙为蓝牙遥控器、智能手机或平板电脑，其由蓝牙指纹锁芯管理单元、蓝牙指纹钥匙包、高级应用APK三个单元组成。

为实现上述第二目的，本发明采取的技术方案为：一种基于蓝牙的指纹机柜锁的控制方法，其在初次使用时，用户把手指按在蓝牙指纹钥匙的指纹传感器上，指纹传感器采集用户的指纹图像，蓝牙指纹钥匙包从中提取出指纹特征值，通过蓝牙发送给蓝牙锁芯，储存在蓝牙锁芯内的锁控制单元；用户需要开锁时，把手指按在指纹传感器上，同理，蓝牙指纹钥匙包把用户的指纹特征值发给蓝牙锁芯；指纹比对运算单元把用户的指纹特征值与锁内预留的做比对验证；如果一致，锁控制单元给锁控电机系统发一个信号，锁控电机系统打开锁栓，实现开锁；如果不一致，则不发信号。

为实现上述第二目的，本发明采取的另一技术方案为：一种基于蓝牙的指纹机柜锁的控制方法，所述蓝牙锁芯和蓝牙指纹钥匙采取RSA/ECC双向认证开锁。

为实现上述第二目的，本发明采取的又一技术方案为：一种基于蓝牙的指纹机柜锁的控制方法，其在蓝牙指纹钥匙中设置一个信息，加入公钥经过RSA/ECC算法后，得出一个加密信息，通过蓝牙传输给蓝牙锁芯。蓝牙锁芯收到加密数信息，锁控制单元CPU里存放配对的私钥，通过RSA/ECC算法解密得出一个信息，如果与锁芯预留的开锁信息一致，锁控制单元CPU传给锁控电机系统一个信号，打开门锁。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明的基于蓝牙的指纹机柜锁及控制方法具有安全性好，使用便捷且可实名管理等诸多优点，其可用于人们日常生活，居家用锁；各大企业和公司的门锁；用于政府办公机构、军区场所、银行等安全性要求比较高的场所；以及用于大型工作场地的门锁系统管理，如建设工地，水厂等。

【附图说明】

图1是本发明的基于蓝牙的指纹机柜锁的原理图。

图2是图1中的蓝牙锁芯的内部结构图。

图3是图1中的蓝牙指纹钥匙的内部结构图。

【具体实施方式】

请参阅说明书附图1至附图3所示，本发明为一种基于蓝牙的指纹机柜锁，其由蓝牙锁芯1以及蓝牙指纹钥匙2两部分组成。

其中，所述蓝牙锁芯1和蓝牙指纹钥匙2之间采用蓝牙无线通讯网对接。

进一步的，所述蓝牙锁芯1由蓝牙通讯单元、锁控制单元、指纹比对运算单元、锁控电机系统四部分构成。蓝牙通讯单元集成了蓝牙4.0BLE无线模块，采用蓝牙V4.0技术，采用AES128高安全加密算法实现指纹模板传输，指纹比对算法实现指纹模块的比对运算，锁控制单元完成锁芯流程管理与电机控制。

所述蓝牙指纹钥匙2为蓝牙遥控器、智能手机或平板电脑，其由蓝牙指纹锁芯管理单元、蓝牙指纹钥匙包、高级应用APK三个单元组成。其中，所述蓝牙指纹锁芯管理单元能实现对特定蓝牙锁芯的管理功能，如锁芯指纹模板的维护；添加临时指纹用户；删除指纹，增加指纹；紧急临时数字开锁，临时数字开锁。所述蓝牙指纹钥匙包能实现三种开锁方式：管理开锁指纹，一把蓝牙钥匙开多把锁的目标；蓝牙指纹钥匙采集指纹，提取特征值，传送给蓝牙指纹锁；将通过移动互联网传输的指纹特征值传送给蓝牙指纹锁。所述高级应用APK能实现与平台服务连接，通过移动互联网管理锁系统；通过移动互联网云端预留的指纹，完成对蓝牙锁的操作。

手机和平板电脑除了可以实现蓝牙遥控器的功能，还可以与后台服务器相连。用户可以先在服务器上录好指纹。当用户需要开锁时，登录手机相关软件，与后台相连。后台把用户的指纹模板推送到手机上，并给予相关的权限来开锁。

系统在后台服务器上安装加密数据库，用来储存用户的信息(包括姓名、职务和指纹等)，访问日记和访问权限。在智能手机上安装相关软件，后台工作人员可以给手机赋予权限，设置权限的时间及次数，也可以随时添加、修改或取消权限功能，同时也可以通过黑名单来解决有权限的手机丢失或被盗问题。并且，当手机不幸丢失，可以直接对蓝牙锁进行重置，确保蓝牙锁的安全。

手机被赋予权限后，可以管理和维护蓝牙锁，比如添加和删除锁内指纹，重置锁系统等。手机可以记录用户最后2000次开锁记录，什么时间在哪开了什么锁。后台可以获取手机的开锁记录并储存起来，让您轻松掌握，何人何时开了什么锁，方便对锁的管理。

本发明的基于蓝牙的指纹机柜锁可采用以下三种控制方式：

(1)指纹认证开锁

在初次使用时，用户把手指按在指纹传感器上。指纹传感器采集用户的指纹图像，钥匙包从中提取出指纹特征值，通过蓝牙发送给蓝牙锁，储存在锁控制单元CPU中，总共可储存100枚指纹。

用户需要开锁时，把手指按在指纹传感器上，同理，钥匙包把用户的指纹特征值发给蓝牙锁。锁芯指纹比对运算单元把用户的指纹特征值与锁内预留的做比对验证。如果一致，锁控制单元给锁控电机系统发一个信号，锁控电机系统打开锁栓，实现开锁。如果不一致，则不发信号。只要锁芯内预存了用户的指纹，所有蓝牙指纹钥匙均可以开锁。实现一个锁芯对多把蓝牙钥匙，同时，也支持一把指纹蓝牙钥匙开多把蓝牙指纹锁。

如果用手机开锁，需要安装蓝牙锁管理软件，使用预先设置的密钥，才能操作锁的开启和关闭，密钥可以定期更新，没有授权的手机不能操作锁的工作，提供了更好的安全保障。如果用户出差在外，临时有访客需要进入家门，也没有关系，用户可以把授权密钥通过短信的形式发给访客的手机，让他们的手机变成一把临时钥匙。用户可以设置授权的时间段或者次数，同时也可以随时取消这些授权。户主还能查看大家的出入记录，设定某个用户进出时发提醒。这项功能主要是为了上班的父母能知道孩子安全回家了。

(2)蓝牙钥匙与蓝牙锁采取RSA/ECC双向认证开锁

加密算法通常分为两大类：“对称加密算法”和“非对称加密算法”。

对称加密算法，加密和解密使用同一个密钥。密钥不对外公开，速度快，适合于对大数据量进行加密，但是密钥管理困难。如AES/DES/3DES算法都是对称加密算法。

非对称加密算法，加密和解密用不同的密钥，称为“公钥”和“私钥”，它们两个必须配对使用。公钥可以是公开的，私钥钥是接受方秘密保存。公钥运算比私钥慢，但是也更难破解。如DSA/RSA/ECC算法都是非对称算法。

因为非对称加密算法比对称加密算法更安全，更难破解，所以更适合用于开锁。比如，在蓝牙锁中，开锁信息设为C。在蓝牙钥匙中存放一个信息A，加入公钥经过RSA/ECC运算后，形成加密信息B，通过蓝牙传送到蓝牙锁中。蓝牙锁接受到信息B，锁控制单元CPU里存放有私钥，运行解密程序，通过解密信息B而得到的数也为C。锁控制单元给锁控电机发送一个信息，打开蓝牙锁。

这个开锁原理基于非对称算法，安全性高，很难被破解。不但适合日常家居生活，也适合企业和公司使用。

(3)简单运算开锁

在蓝牙锁中储存一个信息，比如A。锁控制单元CPU内设置运算为减法运算，输出结果为0，表示通过。在蓝牙钥匙中，设置一个信息为A，用户轻轻一按，通过蓝牙，把A发送给蓝牙锁。锁接受到信号，锁控制单元CPU运行减法运算，计算结果为0，传递信息给锁控电机系统，打开门锁。

在蓝牙锁中设置一个信息，比如为A。在蓝牙锁中，设置一种算法，可以是简单算法，加减乘除、乘方、立方，可以是卷积、开方、开三次方等运算，也可以把这些算法混合使用。在蓝牙钥匙中设置一个信息，比如B，经过蓝牙传输给蓝牙锁，蓝牙锁收到信息，经过锁控制单元CPU计算得出B，与预留结果一致，传给锁控电机系统一个信号，打开门锁。

这种开锁原理简单有效，开锁速度快，使用方便。适合日常居生活。但是安全性不高，容易被破解。不适合企业、大型公司使用。若长期使用，需要经常更换蓝牙锁的密钥。

以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于蓝牙的指纹机柜锁，其特征在于：包括蓝牙锁芯以及蓝牙指纹钥匙；其中，所述蓝牙锁芯和蓝牙指纹钥匙之间采用蓝牙无线通讯网对接。

2.如权利要求1所述的基于蓝牙的指纹机柜锁，其特征在于：所述蓝牙锁芯包括蓝牙通讯单元、锁控制单元、指纹比对运算单元、锁控电机系统；其中，所述蓝牙通讯单元采用蓝牙V4.0版本。

3.如权利要求2所述的基于蓝牙的指纹机柜锁，其特征在于：所述蓝牙指纹钥匙为蓝牙遥控器、智能手机或平板电脑，其由蓝牙指纹锁芯管理单元、蓝牙指纹钥匙包、高级应用APK三个单元组成。

4.一种如权利要求3所述的基于蓝牙的指纹机柜锁的控制方法，其特征在于：

在初次使用时，用户把手指按在蓝牙指纹钥匙的指纹传感器上，指纹传感器采集用户的指纹图像，蓝牙指纹钥匙包从中提取出指纹特征值，通过蓝牙发送给蓝牙锁芯，储存在蓝牙锁芯内的锁控制单元；

用户需要开锁时，把手指按在指纹传感器上，同理，蓝牙指纹钥匙包把用户的指纹特征值发给蓝牙锁芯；指纹比对运算单元把用户的指纹特征值与锁内预留的做比对验证；如果一致，锁控制单元给锁控电机系统发一个信号，锁控电机系统打开锁栓，实现开锁；如果不一致，则不发信号。

5.一种如权利要求3所述的基于蓝牙的指纹机柜锁的控制方法，其特征在于：所述蓝牙锁芯和蓝牙指纹钥匙采取RSA/ECC双向认证开锁。

6.一种如权利要求3所述的基于蓝牙的指纹机柜锁的控制方法，其特征在于：在蓝牙指纹钥匙中设置一个信息，经过蓝牙传输给蓝牙锁芯，蓝牙锁芯收到信息，经过主控电路上的CPU计算得出一个信息，如果与预留开锁信息一致，传给锁控电机系统一个信号，打开门锁。